CN110022664B - 一种利用仿生肺泡换热器进行电子元件散热的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用仿生肺泡换热器进行电子元件散热的装置，用于对电子元件进行换热，包括：仿生肺泡换热器，通过导热固定件固定于电子元件上，用于吸收电子元件或微电子元件所产生的的热量，内部设置有用于提供制冷剂流动动力的动力芯、用于制冷剂流通的环路热管制冷剂通道以及腔室；以及冷却设备，通过微通道与腔室连接，其中，微通道内放置有制冷剂，该制冷剂用于将热量传递至冷却设备进行换热，从而将热量散出。

Description

一种利用仿生肺泡换热器进行电子元件散热的装置
技术领域
本发明属于电子、微电子及其相应设备散热领域，具体涉及一种利用仿生肺泡换热器进行电子元件散热的装置。
背景技术
电子元件在工作时会消耗一定的电能，而大部分的电能却变成热量，若不采取散热措施，温度可达到或超过电子元件允许的工作结温，电子元件将因高温受到损坏。家用电器以及工业电器中的电子元件都需要在稳定的温度范围内工作，因此，散热器被广泛的应用于此，而更高效的散热装置或方法尤为重要。
目前最常用的方法是为电子、微电子元件安装散热装置，利用散热器将热量散到周围空间，必要时再加上散热风扇，以加强冷却散热。常用的是铝合金与陶瓷散热器，铝合金散热器技术成熟但工艺过程复杂，陶瓷生产工艺主要是烧结，生产周期过长，并且比较脆。上述两种散热装置，铝合金散热器在集成电路中使用，可能会与其他电路耦合后产生天线效应，并形成电磁干扰，产生更大的EMI问题。而陶瓷散热片价格昂贵，成本高。原有的电子元件散热片设计的结构比较复杂，安装不够方便，且散热效果差。近几年，采用热管换热器的散热方式逐渐普及，但对热管散热的方式仍旧低效，不能满足更高效换热的需求。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种利用仿生肺泡换热器进行电子元件散热的装置。
本发明提供了一种利用仿生肺泡换热器进行电子元件散热的装置，用于对电子元件进行散热，具有这样的特征，包括：仿生肺泡换热器，通过导热固定件固定于电子元件上，用于吸收电子元件或微电子元件所产生的的热量，内部设置有用于提供制冷剂流动动力的动力芯、用于制冷剂流通的环路热管制冷剂通道以及腔室；以及冷却设备，通过微通道与腔室连接，其中，微通道内放置有制冷剂，该制冷剂用于将热量传递至冷却设备进行换热，从而将热量散出。
在本发明提供的利用仿生肺泡换热器进行电子元件散热的装置中，还可以具有这样的特征：其中，微通道有2列，每列的数量为4个，每个微通道具有多排微通道腔以及微通道壁，每个微通道的微通道腔的排数为4，每排微通道腔的数量为15个，且各微通道腔之间通过微通道壁隔开。
在本发明提供的利用仿生肺泡换热器进行电子元件散热的装置中，还可以具有这样的特征：其中，动力芯的数量为3个，2个动力芯分别设置于2列微通道的顶部，1个动力芯设置于2列微通道之间。
在本发明提供的利用仿生肺泡换热器进行电子元件散热的装置中，还可以具有这样的特征：其中，进行换热的方式为辐射换热、水冷换热或风冷对流换热。
在本发明提供的利用仿生肺泡换热器进行电子元件散热的装置中，还可以具有这样的特征：其中，导热固定件为导热壳体和硅胶。
发明的作用与效果
根据本发明所涉及的利用仿生肺泡换热器进行电子元件散热的装置，因为采用了为制冷剂流动提供动力的动力芯，所以能够促使装置正常工作。因为采用了作为环路热管内制冷剂的流通通道的环路热管制冷剂通道，所以能够保证制冷剂不外漏。因为具有腔室，所以能够实现环路热管内和微通道的有效换热。因为仿生肺泡换热器内部设有动力芯、环路热管制冷剂通道和腔室的且具有较大的有效换热面积，使其能够在相同时间内的换热量要远大于其它类型的换热器，另在热量相同的条件下，相变蓄热材料的温度要远低于电子元件，所以能够将电子元件工作时产生的热量迅速带走，并且在热量传递的过程中仿生肺泡换热器是恒低温的，因此不会影响电子元件的正常工作，还可以顺利降温。因为仿生肺泡换热器是通过导热固定件固定于电子元件上的，所以能够快速传递电子元件所产生的热量。因为微通道内放置有制冷剂，所以能够把热量转移到冷却设备，再通过换热将热量散出，从而达到对电子元件迅速降温的效果。
因此，本发明能够通过仿生肺泡换热器将电子、微电子元件工作过程中产生的热量迅速吸收，并通过微通道将热量输送至冷却热备进行散热，能够达到设计要求，特别适用于大型密集机房的设备、服务器以及温度设定较为严格的设备使用，另外，还能满足电子、微电子元件精确控温和迅速散热，又不占用太大的空间。
附图说明
图1是本发明的实施例中利用仿生肺泡换热器进行电子元件散热的装置的立体示意图；
图2是本发明的实施例中利用仿生肺泡换热器进行电子元件散热的装置的主视图；
图3是本发明的实施例中利用仿生肺泡换热器进行电子元件散热的装置的微通道与冷却设备示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段与功效易于明白了解，以下结合实施例及附图对本发明作具体阐述。
实施例：
图1是本发明的实施例中利用仿生肺泡换热器进行电子元件散热的装置的立体示意图，图2是本发明的实施例中利用仿生肺泡换热器进行电子元件散热的装置的主视图。
如图1和图2所示，本实施例的一种利用仿生肺泡换热器进行电子元件散热的装置，为箱体，用于对电子元件5进行散热，该电子元件5除了通常含义的电子元件，还包括微电子元件，包括：仿生肺泡换热器1以及冷却设备4。
仿生肺泡换热器1，通过导热固定件2固定于电子元件5上，用于吸收电子元件5所产生的的热量，内部设置有用于提供制冷剂流动动力的动力芯11、用于制冷剂流通的环路热管制冷剂通道12以及腔室13。
动力芯11的结构为毛细结构，可以产生吸力，从而使得制冷剂流动。
导热固定件2为导热壳体和硅胶。
图3是本发明的实施例中利用仿生肺泡换热器进行电子元件散热的装置的微通道与冷却设备示意图。
如图3所示，冷却设备4，其冷却液管路以及回液管路均通过微通道3与腔室13连接，并且放置于远离电子元件5工作的位置。
微通道3内放置有制冷剂，该制冷剂用于将热量传递至冷却设备4进行换热，从而将热量散出。
进行换热的方式为辐射换热、水冷换热或风冷对流换热。
微通道3有2列，每列的数量为4个，每个微通道3具有多排微通道腔31以及微通道壁32，每个微通道3的微通道腔31的排数为4，每排微通道腔31的数量为15个，且各微通道腔31之间通过微通道壁32隔开。
动力芯11的数量为3个，2个动力芯11分别设置于2列微通道3的顶部，1个动力芯11设置于2列微通道3之间。
本实施例的利用仿生肺泡换热器进行电子元件散热的装置的工作过程如下：
本实施例的利用仿生肺泡换热器进行电子元件散热的装置中，在生产电子元件时，首先，将电子元件安装在需要的电子板或设备上，然后，通过导热固定件将仿生肺泡换热器1固定在电子元件5上一层，接着，通过导管与冷却设备4相连即可工作。电子元件5在工作过程中产生的热量会迅速通过导热固定件2传递至仿生肺泡换热器1内的动力芯11处的制冷剂中，该处的制冷剂被加热，然后通过环路热管制冷剂通道12将热量传递至各微通道3中，然后通过的微通道3中的微通道腔31将被加热的制冷剂通过冷却液管路传递至外接的冷却设备4中进行冷却，冷却后的制冷剂通过回路液管再次进入到微通道3中，被冷却后的环路热管制冷剂通道12中的制冷剂通过动力芯11的吸附作用回到动力芯11处替换已流走的被加热制冷剂，如此不断循环完成整个换热工作过程。
另外，利用仿生肺泡换热器1进行电子元件散热时，可根据不同电子元件产品的温度要求，选择不同的适宜的仿生肺泡换热器的型号。
实施例的作用与效果
根据本实施例所涉及的利用仿生肺泡换热器进行电子元件散热的装置，因为采用了为制冷剂流动提供动力的动力芯，所以能够促使装置正常工作。因为采用了作为环路热管内制冷剂的流通通道的环路热管制冷剂通道，所以能够保证制冷剂不外漏。因为具有腔室，所以能够实现环路热管内和微通道的有效换热。因为仿生肺泡换热器内部设有动力芯、环路热管制冷剂通道和腔室的且具有较大的有效换热面积，使其能够在相同时间内的换热量要远大于其它类型的换热器，另在热量相同的条件下，仿生肺泡换热器的温度要远低于电子元件，所以能够将电子元件工作时产生的热量迅速带走，并且在热量传递的过程中仿生肺泡换热器是恒低温的，因此不会影响电子元件的正常工作，还可以顺利降温。因为仿生肺泡换热器是通过导热固定件固定于电子元件上的，所以能够快速传递电子元件所产生的热量。因为微通道内放置有制冷剂，所以能够把热量转移到冷却设备，再通过换热将热量散出，从而达到对电子元件迅速降温的效果。因此，本实施例能够通过仿生肺泡换热器将电子、微电子元件工作过程中产生的热量迅速吸收，并通过微通道将热量输送至冷却热备进行散热，能够达到设计要求，特别适用于大型密集机房的设备、服务器以及温度设定较为严格的设备使用，另外，还能满足电子、微电子元件精确控温和迅速散热，又不占用太大的空间。
根据本实施例所涉及的利用仿生肺泡换热器进行电子元件散热的装置，因为具有多排微通道，所以能够快速进行换热。
根据本实施例所涉及的利用仿生肺泡换热器进行电子元件散热的装置，因为具有3个动力芯，所以能够提供足够的动力。
上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种利用仿生肺泡换热器进行电子元件散热的装置，用于对电子元件进行散热，适用于大型密集机房的设备、服务器以及温度设定严格的设备，其特征在于，包括：
仿生肺泡换热器，通过导热固定件固定于电子元件上，用于吸收所述电子元件所产生的的热量，内部设置有用于提供制冷剂流动动力的动力芯、用于制冷剂流通的环路热管制冷剂通道以及腔室；以及
冷却设备，通过微通道与所述腔室连接，
其中，所述动力芯的结构为毛细结构，用于产生吸力，从而使得所述制冷剂流动，
所述微通道内放置有所述制冷剂，该制冷剂用于将热量传递至所述冷却设备进行换热，从而将热量散出，
所述微通道有2列，每列的数量为4个，
每个所述微通道具有多排微通道腔以及微通道壁，
每个所述微通道的所述微通道腔的排数为4个，每排所述微通道腔的数量为15个，且各所述微通道腔之间通过微通道壁隔开。
2.根据权利要求1所述的利用仿生肺泡换热器进行电子元件散热的装置，其特征在于：
其中，所述动力芯的数量为3个，2个所述动力芯分别设置于所述2列微通道的顶部，1个所述动力芯设置于所述2列微通道之间。
3.根据权利要求1所述的利用仿生肺泡换热器进行电子元件散热的装置，其特征在于：
其中，进行换热的方式为辐射换热、水冷换热或风冷对流换热。
4.根据权利要求1所述的利用仿生肺泡换热器进行电子元件散热的装置，其特征在于：
其中，所述导热固定件为导热壳体和硅胶。
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